대기 요동 환경에서의 레이저빔 전파 모델에서 다수 위상판의 효과

Abstract

대기 중을 진행하는 레이저 빔에 대기 요동이 미치는 영향을 단일 위상판 모델 및 다수 위상판 모델로 분석하고 비교하였다. 파장이 1064 nm 이고 반지름이 10 mm인 레이저 빔을 1인치 광학계로 시준하여 3 km를 진행하는 경우에 대해 대기 요동 강도를 나타내는 구조 상수 C를 10 −17 부터 10 −14 까지 변화시켜가며 단노출 빔 형상을 단일 및 다수 위상판 모델로 확인하였다. 구조 상수에 따른 레이저 빔의 변화를 정량화하기 위해 장노출에 대한 유효 수광 출력과 빔 크기 값을 사용하였으며, 구조 상수가 증가함에 따라 이 값들은 단일 및 다수 위상판 모델에서 공통적으로 증가하는 경향을 보였다. 구조 상수인 Cn가 2 × 10 −15 보다 작은 경우 하나의 위상판 사용 대비 다수의 위상판 사용 사이에 1.5% 이내의 장노출 유효 수광 출력과 빔 크기 차이만 발생하였지만, 그 이상인 경우 결과값의 차이가 지속적으로 증가하였다. 즉 3 km 진행하는 레이저 빔은 구조 상수 2 × 10 −15 이상에서 다수 위상판 모델을 사용해야 함을 확인하였다.